II. TỔNG QUAN VỀ BAO BÌ KIM LOẠ
1. Đặc tính chung của plastic
Nguyên liệu sản xuất plastic là nguồn hydrocarbon từ dầu hỏa, được tách trong quá trình lọc dầu. Trữ lượng dầu hỏa từ dầu mỏ rất lớn nên nguồn hydrocarbon cũng vơ cùng phong phú, giá thành thấp. Do đó, cơng nghệ chế tạo vật liệu plastic cùng cơng nghệ bao bì plastic đã phát triển nhanh, đa dạng, phong phú về chủng loại; bao bì đạt tính năng cao trong chứa đựng, bảo quản các loại thực phẩm. Bao bì plastic thường khơng mùi, khơng vị, có loại có thể đạt độ mềm dẻo, áp sát bề mặt thực phẩm khi được tạo nên độ chân không cao trong trường hợp sản phẩm cần bảo quản trong chân khơng, cũng có loại bao bì đạt độ cứng vững cao, chống va chạm cơ học hiệu quả, chống thấm khí hơi do đó đảm bảo được áp lực cao bên trong mơi trường chứa thực phẩm. Bao bì plastic có thể trong suốt, nhìn thấy rõ sản phẩm bên trong, hoặc có thể mờ đục, che khuất hồn tồn ánh sáng để bảo vệ thực phẩm; bên cạnh đó, có loại có thể chịu được nhiệt độ thanh trùng hoặc nhiệt độ lạnh đơng thâm độ. Các loại bao bì plastic được in ấn nhãn hiệu dễ dàng, đạt được mức độ mỹ quan u cầu. Ngồi ra, tính chất nổi bật là bao bì plastic nhẹ hơn tất cả các loại vật liệu bao bì khác, rất thuận tiện trong phân phối, chuyên chở.
Hiện nay, bao bì plastic chứa đựng thực phẩm thường là bao bì một lớp nhưng cấu tạo bởi sự ghép hai hay ba loại vật liệu plastic lại với nhau để bổ sung tính năng tạo nên bao bì phù hợp để bảo quản các loại thực phẩm có đặc tính riêng, đáp ứng u cầu của loại thực phẩm chứa đựng. Bao bì thực phẩm bằng plastic khơng tái sử dụng như bình đựng nước tinh khiết, thể tích 20 lít có thể được tái sinh, trừ trường hợp những thùng chứa lớn và tùy theo loại plastic. Công nghệ chế tạo bao bì plastic đã và đang phát triển cao độ, nhưng cũng gây sự gia tăng ô nhiễm mơi trường và chi phí tái sinh một số loại plastic lên cao, cũng có một số loại khó đạt những đặc tính của plastic tinh khiết ban đầu sau khi tái sinh, thì được sản xuất các dạng vật dụng như ghế, bàn, bao chứa đựng.
Những vật liệu plastic có nguồn gốc từ phản ứng trùng hợp thì có thể tái sinh dễ dàng hơn những loại có nguồn gốc từ phản ứng trùng ngưng.
Plastic dùng làm bao bì thực phẩm thuộc loại nhựa nhiệt dẻo, có tính chảy dẻo thuận nghịch ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ phá hủy, khi nhiệt độ càng cao thì càng trở nên mềm dẻo (nhiệt độ chưa đến điểm phá hủy cấu trúc), khi nhiệt độ được hạ xuống thì vẫn giữ được đặc tính ban đầu. Plastic là loại polymer chứa 5000 ÷ 10000 monomer, có thể có dạng sau:
• Homopolymer: cấu tạo từ một loại monomer
• Copolymer: cấu tạo từ hai loại monomer
• Terpolymer: cấu tạo từ ba loại monomer
Ở nhiệt độ thường plastic có thể đồng thời tồn tại ở cả hai trạng thái là kết tinh và vơ định hình.
Trạng thái kết tinh: các mạch polymer sắp xếp song song, có sự định hướng rõ rệt, giữa các
mạch polymer song song hình thành các liên kết ngang tạo nên mạng lưới có sắp xếp trật tự làm cho cấu trúc của khối polymer bền vững. Trường hợp các mạng lưới polymer có cấu tạo dạng xoắn càng làm tăng tính chống thấm khí hơi, tính bền cơ, bền hóa của plastic.
Hình 10 : Các dạng sắp xếp song song của mạch polymer ở trạng thái kết tinh
a) Các mạch polymer sắp xếp song song nhau, có tạo sự nối kết giữa các mạch b) Dạng xoắn: các mạch polymer sắp xếp song song
c) Dạng lưới
Trạng thái vơ định hình: các mạch polymer khơng sắp xếp song song theo trật tự, khơng có sự
sắp xếp định hướng, vì vậy cũng khơng sinh ra các liên kết ngang nối kết giữa các mạch polymer. Sự tồn tại nhiều vùng trạng thái vơ định hình sẽ làm giảm tính chống thấm khí, hơi, chất béo của plastic.
Khí có khuynh hướng khuếch tán qua màng từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp. Khí hơi có trọng lượng phân tử càng cao thường có hệ số khuếch tán qua màng càng thấp. Nhiệt độ cao có thể làm tăng tính thấm khí hơi qua plastic.
Nếu mạch polymer có cấu tạo dạng cis hoặc trans, có nhiều nhánh hay có nhiều nhóm ngoại thì sẽ khó tạo vùng kết tinh, hoặc tạo nên rất ít vùng kết tinh, khi đó polymer tồn tại dạng vơ định hình, có tính chống thấm khí hơi rất kém.
Vùng trạng thái kết tinh của polymer sẽ tăng lên khi có tác động kéo dãn định hướng, do có sự sắp xếp lại các mạch polymer; vùng kết tinh bị giảm thấp đáng kể khi tăng nhiệt độ, đến gần nhiệt độ phá hủy cấu trúc hoặc hạ nhiệt độ đến lạnh thâm độ.
Plastic được sản xuất ở dạng màng có độ dày ≤ 0.025mm hoặc dạng tấm có độ dày > 0.025mm.